3753 크뤼트네
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1. 개요
3753 크뤼트네는 1986년 발견된 소행성으로, 지구와 1:1 궤도 공명 관계를 가지며 독특한 궤도를 보인다. 크뤼트네는 지구를 공전하지 않고, 태양 주위를 타원 궤도로 공전하며, 지구에서 볼 때 말굽형 궤도를 그린다. 크뤼트네는 지름 약 5km이며, 지구에 1500만 km까지 접근하며, 1994년부터 2015년까지 매년 11월에 지구에 가장 가까이 접근했다. 크뤼트네는 고대 켈트족 부족인 크리프냐족에서 이름을 따왔으며, SF 소설과 만화에 등장하기도 한다.
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2. 발견
크뤼트네는 1986년 10월 10일, 오스트레일리아 쿤나바라브란의 사이딩 스프링 천문대에 있는 영국 슈미트 망원경으로 촬영된 사진 건판에서 던컨 월드론에 의해 발견되었다. 1983년의 재발견(1983 UH)은 칠레의 유럽 남방 천문대 소속 조반니 데 산티스와 리처드 M. 웨스트의 공로로 인정된다.[3]
소행성 3753 크뤼트네의 이름은 브리튼 제도에 처음 정착한 켈트족 부족 집단인 크리프냐족(Cruithnesga)에서 유래했다. 크리프냐족은 고대 피크트족(Pict)을 고대 아일랜드어로 부르던 명칭인 Cruthinsga(색칠된 사람들)과 관련이 있으며, 이는 《울스터의 서》에도 기록되어 있다.[13] 또한, 전승을 기록한 ''픽트 연대기''(Pictish Chronicle영어)에는 "Cinge의 아들 Cruidne"이 100년 동안 통치하고[14] 일족의 시조가 되었다는 내용이 서술되어 있다. 크리프냐족은 유럽 대륙에서 건너와 기원전 800년에서 기원전 500년 사이에 브리튼 제도에 나타난 것으로 추정된다.[15]
크뤼트네의 특이한 궤도는 1997년에 이르러서야 밝혀졌다. 이는 캐나다 토론토의 요크 대학교 소속 폴 와이거트와 킴모 이나넨, 그리고 핀란드 투르쿠 대학교의 세포 미콜라에 의해 규명되었다.[4]
3. 명칭
당시 켈트족이 "Cruithne"를 어떻게 발음했는지는 정확히 알 수 없다. 현대 아일랜드 게일어 발음은 '크리프냐'(ˈkrɪhnʲə)에 가깝지만, 영어식 발음은 '크루프니예'(krúxnjə)가 된다.[16] 그러나 소행성 명칭에 대해서는 천문학자 폴 위가트(Paul Wiegert)의 웹사이트에서 "krooy-nyuh" 또는 "KROOee-nyuh"로 발음해야 한다고 언급하고 있으며, 이는 '클루이냐' 등과 유사한 발음이다.
일본에서는 '클루스' 또는 '클루이신'으로 표기되는 경우가 많으며, 한국에서는 '크뤼트네', '클루스', '클루이신' 등 다양한 표기가 사용된다.
4. 궤도
3753 크뤼트네는 지구와 매우 특이한 공전 관계를 맺고 있는 소행성이다. 크뤼트네는 이심률이 높은 편으로, 그 궤도는 금성 궤도 안쪽부터 화성 궤도 바깥쪽까지 걸쳐 있다. 이 때문에 태양으로부터의 거리와 공전 속도가 지구보다 훨씬 크게 변한다.
크뤼트네는 지구와 거의 같은 약 1년의 주기로 태양 주위를 공전하지만, 지구를 공전하는 위성은 아니다. 때때로 "지구의 두 번째 달"이라고 불리기도 하지만, 지구 주변을 공전하지 않고 주변 천체의 영향을 쉽게 받기 때문에 위성으로 볼 수 없다. 때로는 태양을 사이에 두고 지구 반대편, 즉 지구의 중력 영향권인 힐 구 바깥에 위치하기도 한다. 지구에서 관측할 때 크뤼트네는 마치 지구를 따라 복잡한 말굽형 궤도를 그리는 것처럼 보인다.
1994년부터 2015년까지 매년 11월 지구에 접근했으며, 가장 가까울 때의 거리는 약 1200만km이다. 또한 2058년에는 화성에 약 1360만km까지 접근할 것으로 예상된다.[21]
이러한 독특하고 비정상적인 궤도는 1997년 캐나다 요크 대학교의 폴 위거트(Paul Wiegert)와 킨모 이나넨(Kimmo Innanen), 그리고 핀란드 투르쿠 대학교의 세포 미콜라(Seppo Mikkola)에 의해 자세히 밝혀졌다. 그들의 계산에 따르면 크뤼트네의 궤도는 장기적으로는 불안정할 수 있지만, 매우 오랫동안 지구 궤도와 동기화 상태를 유지해 왔을 가능성이 높으며, 앞으로 수백만 년 동안 지구와 충돌할 위험은 거의 없는 것으로 여겨진다.
4. 1. 궤도의 특징
3753 크뤼트네는 지구와 1:1 궤도 공명 관계에 있는 소행성이다. 즉, 태양 주위를 공전하는 주기가 약 364일로 지구의 공전 주기와 거의 같다.[8] 이 때문에 크뤼트네와 지구는 태양 주위를 공전하는 경로에서 서로를 "따라가는" 것처럼 보인다.
크뤼트네는 이심률이 높은 타원 궤도를 가지고 있으며, 이 궤도는 금성 궤도 안쪽부터 화성 궤도 바깥쪽까지 걸쳐 있다.[14] 근일점은 금성보다 태양에 가깝고, 원일점은 화성 궤도의 장반축과 거의 같다. 크뤼트네의 궤도면은 지구의 궤도면(황도면)과 19.8° 기울어져 있다. 높은 이심률 때문에 태양으로부터의 거리와 궤도 속도가 지구보다 훨씬 더 많이 변한다.
지구의 관점에서 보면, 크뤼트네는 마치 지구 앞에서 말굽형 궤도를 그리는 것처럼 보인다. 이 궤도는 "강낭콩" 모양과 유사하며, 이 모양을 완성하는 데는 1년이 채 걸리지 않는다. 지구가 매년 "강낭콩" 뒤에 조금씩 처지게 되면서, 지구에서 볼 때 크뤼트네의 궤도는 지구로부터 서서히 멀어지는 나선형 고리처럼 보인다. 수년 후 지구가 충분히 뒤처지면, 크뤼트네는 반대로 지구 뒤에서 따라잡게 된다.
크뤼트네가 지구에 가까이 접근할 때마다 지구와 중력적으로 궤도 에너지를 교환한다. 이 상호작용으로 크뤼트네의 궤도는 약 50만km 이상 변경되는 반면, 지구의 궤도는 약 1.3cm 정도만 변한다. 이 에너지 교환으로 인해 크뤼트네의 공전 주기는 1년보다 약간 길어지게 되고, 강낭콩 모양의 궤도는 반대 방향으로 지구로부터 다시 멀어지기 시작한다. 이러한 근접 접근과 궤도 변경 과정은 약 380년에서 390년 주기로 반복된다.[10] 다음 근접 접근은 2292년경에 일어날 것으로 예상되며, 이때 크뤼트네는 지구에 약 1250만km까지 접근할 것이다. 가장 최근의 주기는 1902년경에 중심을 둔 근접 접근 시리즈였으며, 그 다음 주기는 2676년경에 중심을 둘 것으로 예상된다.[10]
크뤼트네는 지름이 약 5km이며, 지구에 가장 가까이 접근하는 거리는 약 1200만km로, 이는 지구와 달 사이 거리의 약 30배에 해당한다.[5] 1994년부터 2015년까지는 매년 11월에 지구에 가장 가까이 접근했다.[5] 2058년에는 화성에 0.09 AU (1360만km)까지 접근할 것으로 예상된다.[5] 지구 근접 시 최대 등급은 +15.8로 명왕성보다 어두워 관측하려면 최소 약 31.75cm 반사 망원경이 필요하다.[6][7]
때때로 크뤼트네를 "지구의 두 번째 달"이라고 부르기도 하지만,[8] 이는 정확하지 않다. 크뤼트네는 지구를 공전하지 않으며, 지구의 힐 구 바깥에 위치하는 경우도 많아 지구의 위성으로 볼 수 없다.[9][14]
크뤼트네의 이러한 독특한 궤도는 1997년 캐나다 요크 대학교의 폴 위거트(Paul Wiegert)와 킨모 이나넨(Kimmo Innanen), 그리고 핀란드 투르쿠 대학교의 세포 미콜라(Seppo Mikkola)에 의해 밝혀졌다. 그들의 계산에 따르면 크뤼트네의 궤도는 장기적으로는 불안정하지만, 매우 오랫동안 지구의 궤도와 동기화 상태를 유지해 왔을 가능성이 높다. 앞으로 수백만 년 동안 지구와 충돌할 위험은 거의 없는 것으로 여겨진다.
4. 2. 지구와의 관계
3753 크뤼트네는 지름이 약 5km인 소행성으로, 지구와 매우 독특한 관계를 맺고 있다. 크뤼트네는 태양 주위를 정상적인 타원 궤도로 공전하며, 21세기 초 기준으로 공전 주기는 약 364일로 지구의 공전 주기와 거의 같다. 이 때문에 크뤼트네와 지구는 마치 서로를 "따라가는" 것처럼 보이며, 이러한 1:1 궤도 공명 상태 때문에 때때로 "지구의 두 번째 달"이라고 불리기도 한다.[8] 하지만 크뤼트네는 지구를 공전하지 않으며, 지구의 중력 영향권인 힐 구 바깥에 위치하는 경우가 많아 위성으로 볼 수 없다.[9][14]
크뤼트네의 궤도는 이심률이 높아 금성 궤도 안쪽부터 화성 궤도 바깥쪽까지 걸쳐 있다.[14] 이 때문에 태양으로부터의 거리와 공전 속도가 지구보다 훨씬 크게 변한다. 지구의 관점에서 보면, 크뤼트네는 지구 앞뒤로 이동하며 복잡한 말굽형 궤도를 그린다. 단기적으로는 강낭콩 모양의 궤적을 그리는데, 이 궤도를 한 바퀴 도는 데 1년이 채 걸리지 않는다. 지구가 매년 이 강낭콩 궤적보다 조금씩 뒤처지기 때문에, 지구에서 볼 때 크뤼트네는 점차 멀어지는 나선형 고리처럼 보인다.
수백 년에 걸쳐 이 말굽형 궤도 자체가 지구 궤도를 따라 앞뒤로 이동한다. 크뤼트네가 지구에 가까이 접근하면, 지구와의 중력 상호작용을 통해 궤도 에너지를 교환한다. 이 과정에서 크뤼트네의 궤도는 약 50만 km 이상 변경되고 공전 주기가 1년보다 약간 길어지게 되며, 지구의 궤도도 약 1.3cm 정도 변한다. 이후 크뤼트네는 다시 지구로부터 멀어지기 시작한다. 이러한 과정은 약 380년에서 390년 주기로 반복된다.[10] 예를 들어, 1902년경 근접 접근 시기에는 공전 주기가 1년보다 짧아졌고, 2292년경(특히 7월에 약 1250만 km까지 접근 예상)과 2676년경의 근접 접근 시기에는 다시 공전 주기가 1년보다 길어지거나 짧아지는 변화를 겪을 것으로 예상된다.[10]
1994년부터 2015년까지는 매년 11월마다 지구에 비교적 가까이 접근했다.[5] 지구에 가장 가까이 접근할 때는 약 1200만 km 거리까지 다가오는데, 이는 지구와 달 사이 거리의 약 30배에 해당한다.[5] 또한 2058년에는 화성에 약 1360만 km (0.09 AU)까지 접근할 것으로 예상된다.[5][21]
이러한 복잡한 궤도는 1997년 캐나다 요크 대학교의 폴 위거트(Paul Wiegert)와 킨모 이나넨(Kimmo Innanen), 그리고 핀란드 투르쿠 대학교의 세포 미콜라(Seppo Mikkola)에 의해 자세히 밝혀졌다. 그들의 계산에 따르면 크뤼트네의 궤도는 장기적으로 안정적이지 않을 수 있지만, 오랫동안 지구 궤도와 동기화 상태를 유지해 왔을 가능성이 높다. 현재 크뤼트네의 궤도면은 지구의 궤도면(황도)과 19.8° 기울어져 있으며, 지구 궤도와 교차하지 않아 앞으로 수백만 년 동안 지구와 충돌할 위험은 없다.
크뤼트네는 지구 근접 시 최대 겉보기 등급이 +15.8로 명왕성보다도 어둡기 때문에, 관측하려면 최소 구경 약 31.75cm 이상의 반사 망원경이 필요하다.[6][7]
5. 유사 천체
크뤼트네와 마찬가지로 지구와 1:1 궤도 공명 관계에 있는 다른 근지구 천체들이 발견되었다. 여기에는 54509 YORP, (85770) 1998 UP1, 2002 AA29, 그리고 크뤼트네와 유사한 공명 궤도를 도는 2009 BD 등이 포함된다. 2010 TK7은 (2024년 기준으로 알려진 두 개 중 첫 번째) 지구 트로이 소행성으로 확인되었다.[22]
토성의 위성인 야누스와 에피메테우스는 서로 말굽 궤도를 따라 움직이는 자연 천체의 또 다른 예시이다. 이 두 위성이 토성 주위를 도는 궤도는 크뤼트네의 궤도보다 훨씬 단순하지만, 동일한 원리로 작동한다. 지구와 크뤼트네의 경우보다 두 위성의 질량 차이가 훨씬 작기 때문에, 두 위성은 서로의 궤도를 완전히 바꿀 수도 있다.
다른 행성에서도 공전 궤도를 공유하는 천체들이 발견되었다. 화성에는 5261 유레카, 1999 UJ7, 1998 VF31, 2007 NS2 등 네 개의 소행성이 알려져 있으며, 이들은 모두 라그랑주점에 위치한다. 목성에는 매우 많은 수의 목성 트로이 소행성이 존재한다 (지름 1km 이상인 것만 100만 개 이상으로 추정). 토성계에도 테티스와 함께 공전하는 텔레스토와 칼립소, 디오네와 함께 공전하는 헬레네와 폴리데우케스 같은 작은 위성들이 있다. 그러나 이들 중 어느 것도 크뤼트네와 같은 말굽 궤도를 따르지는 않는다.
6. 대중문화에서의 등장
SF 작가인 스티븐 벡스터는 3753 크뤼트네의 특이한 궤도 때문에 자신의 소설 《매니폴드: 타임》에서 크뤼트네를 주요 배경으로 사용했다. 이 작품은 2000년 아서 C. 클라크 상 후보에 오르기도 했다.
영국의 텔레비전 프로그램 《QI》 시즌 1의 "천문학" 에피소드에서는 크뤼트네를 지구의 두 번째 달로 잘못 소개하기도 했다.[11] 하지만 이후 에피소드에서 같은 정의를 적용하면 지구 주위에는 18,000개가 넘는 "미니 달"이 존재한다고 내용을 수정하며 덧붙였다.
마블 코믹스의 만화 시리즈 《어스토니싱 엑스맨》에서는 크뤼트네가 비밀 연구소의 위치로 등장한다. 이곳에는 기생 외계 종족인 브루드가 많이 존재했으며, 아비게일 브랜드가 이끄는 S.W.O.R.D. 팀이 이 연구소를 공격하여 파괴했다.[12][17]
S. J. 킨케이드의 SF 소설 시리즈 인시그니아 3부작에서는 3753 크뤼트네가 지구 궤도로 옮겨져 태양계 내부군의 훈련장으로 사용되는 설정이다. 시리즈의 세 번째 작품인 《촉매》에서는 크뤼트네가 의도적으로 지구를 향해 돌진하는 사건이 발생한다. 충돌 직전에 파괴되지만, 그 파편이 지구 표면에 떨어져 전 세계적으로 약 8억 명의 사망자를 낸다.
SF 소설 시리즈 "Aeon 14"에서는 크뤼트네가 "민간인", 밀수업자 등이 거주하는 행성이자 테란 우주 함대(TSF)의 전초 기지, 민간 기업의 본거지로 설정되어 있다.[18][19] 이 설정은 M. D. Cooper와 James S. Aaron의 공동 작품 《더 프로테우스 브리지》(Legends of the Sentience Wars #1)에도 이어진다.[20]
참조
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